Нехватка кислорода заставляет рыб мигрировать вверх. Вероятно, причина в потеплении

Американские исследователи проанализировали поведение рыб у рифов вдоль пролива Санта-Барбара в Калифорнии и обнаружили, что со временем их зона обитания сдвигается вверх, ближе к поверхности воды. Причина, вероятно, в меньшем количестве кислорода в единице объема воды. Правда, почему местные воды обеднены кислородом, пока не ясно.

Исследователи отмечают, что снижение содержания кислорода в воде — общий тренд в Мировом океане. В связи с этим они опасаются сужения экологических ниш, доступных современным рыбам. Соответствующая статья опубликована в Global Change Biology.

Хотя у ученых нет полного представления о содержании кислорода во всех участках океана, в последние годы измерения во многих районах показывают, что количество растворенного в воде кислорода снижается сразу во многих местах. Причины этого до конца не ясны. Закон Генри говорит, что в более теплой воде может быть растворено все меньше газов, — и это могло бы объяснить происходящее. Однако в целом ряде случаев содержание кислорода в воде снижается даже тогда, когда повышения температуры в этой части океана не наблюдается. Один из таких районов — острова Чаннел, напротив залива Санта-Барбара.

Исследователи из США обобщили результаты наблюдений за рыбами в этом районе в 1995-2009 годах. Их провели в трех ограниченных зонах: на глубине в 50, 150 и 300 метров. На протяжении этого периода из почти шести десятков видов рыб 19 стали встречаться на заметно меньшей глубине, чем ранее, а четыре, напротив, «спустились» в глубину. Средняя скорость смещения типичных глубин для рыб этих 23 видов составила 8,7 метра в десятилетие (учитывая как миграции вверх, так и на глубину). Миграция большинства рыб ближе к поверхности, полагают ученые, вызвана тем, что там больше кислорода — ведь он в основном попадает в морскую воду из атмосферного воздуха.

Авторы отмечают, что в других точках планеты, где поверхность океана нагревается, многие рыбы уходят несколько глубже, чтобы существовать в оптимальном для них диапазоне температур. Предполагается, что глобальное потепление вскоре сделает основную часть Мирового океана довольно быстро теплеющей. В таких условиях рыб будут зажаты между «молотом» (растущей температурой, требующей уйти на глубину) и «наковальней» (дефицитом кислорода на глубине). Это будет означать уменьшение доступного им пространства, снижение численности рыбы и проблемы для рыбной ловли.

Синим показаны рыбы, возраст которых больше одного года, коричневым показаны те, чей возраст меньше года  / ©Erin Meyer-Gutbrod et al.

В то же время результаты нового исследования стоит трактовать с осторожностью. Дело в том, что реальные причины дефицита кислорода зачастую не вполне ясны. Например, в работе показано, что температура и соленость морских вод у островов Чаннел за охваченный период практически не изменилась, а содержание кислорода заметно упало.

Даже в отношении ситуации в Мировом океане в целом и его реакции на глобальное потепление есть множество темных мест. Например, ученые ожесточенно спорят, ведет ли потепление к снижению биомассы фитопланктона — основы пищевой пирамид морей — или, напротив, к ее росту. Попытки посчитать биомассу напрямую в море крайне сложны. Традиционный метод — по цвету воды, когда более зеленоватые районы видят как более насыщенные фитопланктоном — имеет недостатки, ведь тропиках фитопланктону доступно куда больше света, поэтому он вырабатывает куда меньше хлорофилла на единицу массы.

Отдельные исследователи отмечают, что причиной сокращения количества кислорода в воде морей может быть как раз тот самый рост биомассы. Обычно биомасса морских существ жестко ограничена тем, что микроэлементы мертвого планктона тонут после смерти вместе с хозяином. Попадая на морское дно, они не возвращаются в биологический круговорот от миллионов до сотен миллионов лет, тем самым оставляя следующие поколения планктона в обедненной среде. При росте температур значительная часть биомассы мертвого планктона может быть разложена соседними организмами еще до того, как недавно погибшие утонут. Это повышает доступность микроэлементов для нового планктона — именно поэтому некоторые работы предсказывают рост морской биомассы к 2100 году даже в тропиках, не говоря уже о высоких широтах.

Однако такие процессы, как разложение растущей биомассы, означают потребность морских организмов в кислороде. Это может привести к снижению его содержания даже там, где температуры воды пока не растут, как у островов Чаннел.

Правда, остается неясным, угрожает ли такая ситуация рыбам на практике, в глобальном масштабе. Во-первых, рост биомассы планктона повышает количество доступной рыбам еды. Во-вторых, еще три миллиона лет назад, в миоцене, мир был гораздо теплее сегодняшнего. Однако нет никаких свидетельств того, что разнообразие видов рыб тогда было ниже. Возможно, это связано и с большей доступностью планктона в ту более теплую эпоху, ведь именно планктон — основная часть питания рыб.